Elektrik-Elektronik

IoT’yi Güçlendiren Yüksek Verimli GaA Güneş Pili

Michigan Micro Mote, daha fazla güç ve uyarlanabilirlik için yeni galyum arsenit güneş pili kullanıyor.

Michigan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar; düşük ışık koşullarında bile milimetre ölçekli bilgisayarları yüksek verimlilikle sürekli olarak çalıştırabilen yeni, küçük bir güneş pili tasarladı.  1.27mm2 fotovoltaik modül; iç mekan izleme ve biyo-implante edilebilir sensörler de dahil olmak üzere bazı uygulamalar için gereken yüksek verimliliği sağlamak için daha geleneksel silikon yerine galyum arsenit (GaA’lar) kullanır.

 Kensall D. Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Profesörü David Blaauw: “Bu PV modülleri; M3 [Michigan Micro Mote] sensör sistemlerinin yaşam kanıdır ve verimleri düşük ışık koşullarında hangi işlemleri devam ettirebileceğimizi doğrudan etkiler.”

 Michigan Micro Mote olarak bilinen milimetre ölçekli bilgisayarı geliştiren ekip; büyük ölçekli enerji hasadı için çatılara yerleştirilen veya güneş alanlarına oturan türden silikondan yapılmış geleneksel güneş pillerini kullanıyordu.  Bunlar ucuzdur ve üretimi kolaydır, ancak yüksek verimli değildirler. Araştırmacılar  yeni uygulamalara uyum sağlamak için daha verimli bir güneş hücresi arayanlar, fotovoltaikler, kızılötesi dedektörler ve ince film elektroniği için yeni optoelektronik malzemeler ve cihazlar konusunda uzmanlaşmış meslektaşı Prof. Jamie Phillips’e başvurdular.

Galyum Arseniti’nden (GaAs) yapılmış fotovoltaik bir hücreye eqha önceden sahip olan Philips; daha egzotik malzemelerden yapılmış güneş hücrelerini test etmek için bir taban çizgisi olarak kullandı.  

GaA devreleri ve cihazları silikondan çok daha pahalıdır ve kendi üretim süreçlerine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden onlar; tipik tüketici güneş panellerinde bulunmaz. Ancak yüksek sıcaklıklarda ve konsantre güneş ışığında bile etkinlikleri için rakipsizdir.  Ayrıca, kablosuz uygulamalar için gereken yüksek frekanslarda iyi çalışırlar ve bu da çoğu cep telefonunun güç amplifikatörlerinde standart hale getirir.

 Fotovoltaikte İlerleme

 GaAs güneş pilleri aynı zamanda; silikon eşdeğerlerini düşük ışıkta, özellikle de iç mekan koşullarında çarpıcı biçimde daha iyi performans gösteriyorlar. Ancak bu boyutta, GaA’lar aniden maliyet etkin olur.

 Bu GaA güneş hücreleri, iç mekan kullanımı (algılama / gözetim), tümör izleme ve diğer uygulamalar ve dış mekan kullanımı gibi biyomedikal implantlar için aynı derecede uygundur. OBu da çoklu PV hücrelerini, bu tür küçük cihazlara güç verirken tolere edilemeyecek herhangi bir enerji kaybını en aza indirecek şekilde birleştirmek anlamına geliyordu.

 Bunu başarmak için, doktora öğrencisi Eunseong Moon; seri bağlı fotovoltaik hücrelerin dönüşüm verimliliğini önemli ölçüde azaltan elektrik akımı akışının, şant yolunu önlemek için bir fotovoltaik modül tasarlamada öncülük etti.

 Düşük akıya yakın aydınlatmada (1 μW / mm2’de 850 nm) bile; % 26’dan daha büyük bir güç dönüşüm verimliliği sergileyen sekiz seri bağlantılı hücreli 1.27mm2 fotovoltaik modül oluşturmayı başardılar.  Modülün çıkış voltajı 5 V’tan fazlaydı ve % 90’dan daha fazla bir voltaj artırma dönüşümü sağladı.

 Bu modül, loş ışık koşullarında bir çift µAh ince film lityum-iyon pili şarj etti ve pratik milimetre ölçekli kablosuz olarak birbirine bağlı sistemlerin sürekli çalışmasını sağladı.

 Michigan Micro Mote, daha fazla güç ve uyarlanabilirlik için yeni galyum arsenit güneş pili kullanıyor.

 Michigan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar; düşük ışık koşullarında bile milimetre ölçekli bilgisayarları yüksek verimlilikle sürekli olarak çalıştırabilen yeni, küçük bir güneş pili tasarladı.  1.27mm2 fotovoltaik modül; iç mekan izleme ve biyo-implante edilebilir sensörler de dahil olmak üzere bazı uygulamalar için gereken yüksek verimliliği sağlamak için daha geleneksel silikon yerine galyum arsenit (GaA’lar) kullanır.

 Kensall D. Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Profesörü David Blaauw: “Bu PV modülleri; M3 [Michigan Micro Mote] sensör sistemlerinin yaşam kanıdır ve verimleri düşük ışık koşullarında hangi işlemleri devam ettirebileceğimizi doğrudan etkiler.”

 Michigan Micro Mote olarak bilinen milimetre ölçekli bilgisayarı geliştiren ekip; büyük ölçekli enerji hasadı için çatılara yerleştirilen veya güneş alanlarına oturan türden silikondan yapılmış geleneksel güneş pillerini kullanıyordu.  Bunlar ucuzdur ve üretimi kolaydır, ancak yüksek verimli değildirler. Araştırmacılar  yeni uygulamalara uyum sağlamak için daha verimli bir güneş hücresi arayanlar, fotovoltaikler, kızılötesi dedektörler ve ince film elektroniği için yeni optoelektronik malzemeler ve cihazlar konusunda uzmanlaşmış meslektaşı Prof. Jamie Phillips’e başvurdular.

Galyum arsenitinden (GaAs) yapılmış fotovoltaik bir hücreye eqha önceden sahip olan Philips; daha egzotik malzemelerden yapılmış güneş hücrelerini test etmek için bir taban çizgisi olarak kullandı.  

GaA devreleri ve cihazları silikondan çok daha pahalıdır ve kendi üretim süreçlerine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden onlar; tipik tüketici güneş panellerinde bulunmaz. Ancak yüksek sıcaklıklarda ve konsantre güneş ışığında bile etkinlikleri için rakipsizdir.  Ayrıca, kablosuz uygulamalar için gereken yüksek frekanslarda iyi çalışırlar ve bu da çoğu cep telefonunun güç amplifikatörlerinde standart hale getirir.

 

Kaynak:
The Michigan Engineer News Center
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (1 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close